CN216179410U - 钢轨除锈、打标、喷漆一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种钢轨除锈、打标、喷漆一体机，采用气动机械打标方式对铁轨进行打标，解决现有的激光打标打标浅、实用性差的问题，机架上通过直线导轨Ⅰ和丝杠安装滑台，伺服电机驱动滑台沿铁轨方向进给和退回，除锈模块、打标模块和喷漆模块按先后顺序依次安装在滑台上，所述打标模块包括气动打标头、三维电动滑台、打标防护罩和气缸Ⅱ，所述打标防护罩通过直线导轨Ⅲ和气缸Ⅱ安装在滑台上，该气缸Ⅱ驱动打标模块具有打标工位和非打标工位；所述气动打标头安装在三维电动滑台上。本设备集除锈、打标和喷漆于一体，一次完成在铁轨上的打标工作，安全可靠，效率高，能完全满足打标自动化生产的要求。

Description

钢轨除锈、打标、喷漆一体机

技术领域

该实用新型涉及铁轨双面打标设备技术领域，尤其是一种智能化的打标设备。

背景技术

对于铁路铁轨的打标方案，目前存在以下技术路径：

1、喷墨打标一体机，喷墨打标一体机的油墨喷头很容易堵塞，而更换喷头及其他配件费用则价格更高。

2、激光打标一体机，其原理是用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。按照原理不同可以分为：CO2激光打标一体机，半导体激光打标一体机、光纤激光打标一体机和YAG 激光打标一体机。购置成本较高。

各个铁路单位自行研发的打标设备，基本上是以激光打标一体机为技术模板进行的二次改进，例如：

CN106735916A公开了一种铁轨激光打标一体机，该铁轨打标一体机包括中的激光打标一体机模块包括激光机主机、振镜和激光机平板电脑，所述控制与检测模块包括PLC控制面板、触摸屏和传感器光电开关，所述步进输送带模块、激光打标一体机模块和控制与检测模块相互电性连接，所述传感器光电开关设置在机架上方，所述振镜与支架固定连接。该技术本质上属于激光打标一体机的一种改型。

3、气动打标一体机是计算机控制打印针在X、Y二维平面内按一定轨迹运动的同时，打印针在压缩空气作用下做高频冲击运动，从而在工件上打印出有一定深度的标记。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种钢轨除锈、打标、喷漆一体机，采用气动机械打标方式对铁轨进行打标，解决现有的激光打标打标浅、实用性差的问题，并提高打标标记的永久耐磨性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

钢轨除锈、打标、喷漆一体机，包括机架，该机架上通过直线导轨Ⅰ和丝杠安装滑台，伺服电机驱动滑台沿铁轨方向进给和退回，除锈模块、打标模块和喷漆模块按先后顺序依次安装在滑台上，其特征在于，

所述打标模块包括气动打标头、三维电动滑台、打标防护罩和气缸Ⅱ，所述打标防护罩通过直线导轨Ⅲ和气缸Ⅱ安装在滑台上，该气缸Ⅱ驱动打标模块具有打标工位和非打标工位；所述气动打标头安装在三维电动滑台上，该气动打标头随着三维电动滑台具有打字动作，所述气动打标头的尖端在铁轨立面以脉冲方式形成数字和/或字母。

进一步地，所述除锈模块包括钢丝刷头、电主轴、电动滑台Ⅰ、除锈防护罩和气缸Ⅰ，所述除锈防护罩通过直线导轨Ⅱ安装在滑台上，且气缸Ⅰ驱动除锈模块具有除锈工位和非除锈工位，具有沿铁轨方向动作的所述电动滑台Ⅰ安装在除锈防护罩内部，所述电主轴固定在电动滑台Ⅰ上，所述钢丝刷头安装在电主轴的动力轴端部。

进一步地，所述喷漆模块包括气动滑台、喷漆罐、喷漆罐固定架和微型气缸，其中，所述气动滑台安装在滑台上，且该气动滑台沿着铁轨方向具有移动行程，所述气动滑台上固定喷漆罐固定架，所述喷漆罐和微型气缸固定在喷漆罐固定架上，所述喷漆罐喷嘴朝向铁轨，所述微型气缸的活塞杆抵靠在所述喷漆罐的下按阀处。

进一步地，所述电动滑台Ⅰ是由直线滑轨、步进电机和同步带组成的，其中，在同步电机的驱动下，所述电主轴沿着铁轨方向往复移动。

进一步地，所述喷漆罐固定架是由立柱、悬臂板、卡箍板组成的，其中悬臂位于卡箍板的上方，悬臂板、卡箍板和立柱组成一个F字形的轮廓，所述卡箍板中具有一个圆形的用于固定喷漆罐的安装孔，喷漆罐安装在安装孔内，所述悬臂板上安装微型气缸。

进一步地，所述三维电动滑台为由两套步进电机在竖直方向和水平方向两个方向上进行步进运动的滑台。

进一步地，在所述除锈防护罩和/或打标防护罩上安装定位尺。

进一步地，所述滑台所在的滑动方向上设置有三个行程开关，三个行程开关分别对应除锈工位、打标工位和喷漆工位。

本实用新型的有益效果是：

本设备可以同时从左右两个方向对铁轨的两侧立面打出由连续点阵构成的字符，打标效率高，且打标清晰可见，是一种适应铁道部工艺要求，进一步提高了打标生产效率的专用设备。

上述字符是压缩空气作用下从而在铁轨的立面上打印的、由密集点阵组成的凹形标记，可以通过提高气动压力增加打点深度，凹形标记不易被擦除、篡改，耐候性好，喷防腐漆进一步的提高了美观程度和耐候性。

本设备集除锈、打标和喷漆于一体，一次完成在铁轨上的打标工作，安全可靠，效率高，能完全满足打标自动化生产的要求。

附图说明

图1为本实用新型的平面布置图。

图2为本实用新型的立面布置图。

图3为本实用新型的侧面布置图。

图4为图1中AA处断面图。

图5为图1中BB处断面图。

图6为图1中CC处断面图。

图7为局部立体图。

图8为局部立体图。

图中：

100打标一体机，

200铁轨支撑与输送平台，

300连接板，

10机架，11滑台，12直线导轨Ⅰ，14丝杠，13伺服电机，

20除锈模块，21钢丝刷头，22电主轴，23电动滑台Ⅰ，24除锈防护罩，25定位尺，26直线导轨Ⅱ，27气缸Ⅰ，

30打标模块，31气动打标头，32三维电动滑台，33打标防护罩，34定位尺Ⅱ，35直线导轨Ⅲ，36气缸Ⅱ，

40喷漆模块，41气动滑台，42喷漆罐，43喷漆罐固定架，44微型气缸，

01除锈工位，02打标工位，03喷漆工位，

00铁轨。

具体实施方式

该钢轨除锈、打标、喷漆一体机基于要解决的在铁轨两侧立面上进行永久数字编码的打标开发，打标头以脉冲启动动力，以脉冲点状的方式进行打标，并配合数字化编程模块进行打标标记的数字化编码，每打标一次，程序控制自动跳转下一数字编码，根据实际需要自动切换流水化的数字标记，以实现在批量生产中进行连续、不间断打标的智能化设计要求。

下面详细的介绍本实用新型的实施结构。

部分实用新型采用模块化设计理念，进行模块化设计制造。由以下模块组成：

整体上，参考图1至图8，本实用新型的实施例中包括两台一体机，对称设置的左侧和右侧，铁轨支撑与输送平台，以及将两侧一体机连接固定的连接构件，以及PLC电控模块，其中铁轨支撑与输送平台采用长度方向输送，连接构件将两侧的打标一体机连接为一体，形成双立面立体打印的格局。

为便于理解，以打标工作状态为例，定义铁轨的长度方向为前后方向(也称为X方向)，铁轨正向放置，不偏不斜，定义铁轨的轨道面为水平面，则在水平面内垂直与前后方向的为左右方向(也称为Y方向)，定义铁轨的立面内垂直于前后方向的为上下方向(也称为Z方向)，建立三维坐标系，通过该三维坐标系对各个组成部分的三维立体空间、装配关系、及工作原理和工作过程进行详细的描述。

打标一体机100，是由机架10、除锈模块20、打标模块30、喷漆模块40组成的，其中，该机架10部分一般采用型钢焊接或者螺栓连接组装而成，为框架结构，该机架也是其他功能模块的安装平台。

并在该机架10的顶部平台上安装滑台11，该滑台11沿着铁轨的长度方向具有滑动行程，其中的滑动行程大于30厘米，该滑动行程可以满足打标标记最长长度的要求。该滑台11通过直线导轨Ⅰ12和丝杠14安装在机架10上，该滑台11的滑动驱动力为伺服电机13，配合编码器和程序进行精准控制，并在滑台所在的滑动方向上设置有三个行程开关，三个行程开关分别对应除锈工位01、打标工位02和喷漆工位03，行程开关通过PLC控制伺服电机13的启停。

对应的在滑台11上自前向后，沿着铁轨的长度方向上依次安装有除锈模块20、打标模块30、喷漆模块40，下面详细的介绍三个模块在滑台上的工作原理。

除锈模块20包括钢丝刷头21、电主轴22、电动滑台Ⅰ23、除锈防护罩24、定位尺25，用于铁轨表面的除锈，该除锈过程是基于铁丝刷头进行的。除锈防护罩24通过沿着左右方向布置的一对直线导轨Ⅱ26安装在滑台11的除锈模块位置，并在气缸Ⅰ27的作用下使得除锈模块具有两个工位位置，即，除锈工位和非除锈工位，其中除锈工位是指，在气缸Ⅰ27的作用下，钢丝刷头21作用于上述的铁轨立面上，非除锈工位是指，钢丝刷头离开铁轨00立面。

上述的钢丝刷头21安装在电主轴的动力轴端部，待钢丝刷头21磨损后可以进行更换。安装完成后，该钢丝刷头21的回转平面垂直于电主轴22的轴向，也就是说，该钢丝刷头的回转平面恰好贴合铁轨00的立面，并形成有效的打磨。

除锈防护罩为五面封口一面敞口的结构，且敞口朝向铁轨一侧。

电动滑台Ⅰ23安装在除锈防护罩24内部，该电动滑台Ⅰ23为步进电机驱动，电主轴22 通过安装架安装在电动滑台Ⅰ23上，该电动滑台Ⅰ23是由直线滑轨、步进电机和同步带组成的，其中，电主轴安装架通过直线滑轨可沿着前后方向滑动的安装在除锈防护罩内部，在同步电机的驱动下，上述的电主轴安装架沿着前后方向移动，在除锈工位位置，在上述电动滑台Ⅰ的位置上，对行程内的铁轨立面进行除锈打磨，其中，本实施例中，该除锈的最佳设计行程为10厘米。

在上述的除锈防护罩24的前后两侧立板上分别设置一个定位尺Ⅰ25，该定位尺Ⅰ安装在除锈防护罩上，该定位尺Ⅰ的作用是，定位尺Ⅰ25顶靠在铁轨立面上，使得除锈钢丝刷头恰好位于铁轨立面表面，即起到打磨除锈的定位的作用。该定位尺Ⅰ25与上述的气缸Ⅰ配合动作，通过该定位尺Ⅰ的限位作用，用于调节钢丝刷头的打磨接触程度。

打标模块30，与上述除锈模块类似，是由气动打标头31、三维电动滑台32、打标防护罩33、定位尺Ⅱ34组成。

上述的打标防护罩33通过直线导轨Ⅲ35和气缸Ⅱ36安装在滑台11上，该气缸Ⅱ36推动该打印防护罩33沿着左右方向(Y方向)进给和退回，具有打标工位和非打标工位两种状态。

在上述的打标防护罩两侧立板上分别固定一个定位尺Ⅱ34，定位尺Ⅱ34用于气动打标头 31中的气动打印针头的定位，即，当定位尺抵靠在铁轨的立面上时，表示该处的打标模块处于打标工位，处于初始位置。

三维电动滑台32是一个Y和Z方向调节的三维空间内打印，由两套步进电机在Y(竖直方向)、Z(水平方向)两个方向上进行步进运动，上述的气动打标头31固定在安装座上，上述的安装座安装在三维电动滑台上，且该气动打标头随着三维电动滑台32在Y、Z所在的竖直面内具有随动动作，并在编程程序的控制下，在打标头的气动打印头的尖端形成数字或者字母的路径，例如编码1WU85201，该编码被打印在铁轨立面位置。

上述的气动打标头具有打印针头，该打印针是在PLC模块的控制下，使得打印针头在铁轨立面设定范围内按照设定轨迹运动，同时，打印针头在压缩空气动力作用下做高频往复冲击运动，类似于啄木鸟啄木动作，从而在铁轨立面打印出有一定深度的标记。该气动打印针头打印的标记深度，明显大于激光打印的深度，具有耐候性，可以在铁轨服役期间保持清晰。

喷漆模块40，用于气动打标后的防腐，具体来说，该模块是由气动滑台41、喷漆罐42、喷漆罐固定架43、微型气缸44组成的，其中气动滑台41安装在上述的滑台11上，位于打标模块的一侧，该气动滑台41沿着前后方向具有移动行程，具体来说，该气动滑台41上固定安装一个喷漆罐固定架43，该喷漆罐固定架43是由立柱、悬臂板、卡箍板组成的，其中悬臂位于卡箍板的上方，悬臂板、卡箍板和立柱组成一个F字形的轮廓，上述的卡箍板中具有一个圆形的用于固定喷漆罐的安装孔，喷漆罐安装在上述的安装孔内，喷漆罐正向放置，且喷漆嘴朝向外侧，在悬臂板的顶部安装一个微型气缸，微型气缸的活塞杆抵靠在上述的喷漆罐的下按阀处，通过该微型气缸的动作，控制该喷漆罐喷漆嘴的开启和关闭，形成喷漆动作。

铁轨支撑与输送平台200，包括前后设置的两个人字支架，人字支架上具有辊子，人字支架被固定在车间内，在人字支架上设置用于固定铁轨的夹具，也就是说，上述的人字支架，一前一后从两端对铁轨进行临时的固定，并使之保持在基本稳固的状态。

进一步地改进措施，上述的铁轨支撑与输送平台200也可以为辊式输送机，即，打标一体机与辊式输送机配合作业，流水线的化的打标作业，选配。

上述的左侧打标一体机100和右侧打标一体机100一左一右设置，逆时针方向布置，分别对铁轨的两侧侧立面进行打标，布置方式参考图1。在上述的两个打标一体机之间，通过连接板300固定连接，使得左右打标一体机分别处于相对固定的位置，或者将上述的打标一体机稳定固定在地基上，使得两个打标一体机和两个人字架处于相对固定的状态。

电控模块，是一个带输入和输出终端的PLC模块，其工作原理是通过把要打印中英文字符、数字字符等内容输入芯片，内置的芯片打标软件把内容转变数字控制信号，传送到控制器，驱动除锈模块、打标模块、喷漆模块按照设定的程序进行工作，其中，

具体来说，设定的动作向后顺序是，启动除锈模块，使得除锈模块中的钢丝刷头直接作用于铁轨，进行除锈，除锈完成后，钢丝刷头缩回，然后，滑台沿着前方向移动一个点位，进行气动打标，打标完成后，打标头缩回，然后，滑台沿着前方向移动一个点位，对达标位置进行喷漆，喷漆完全覆盖打标位置。

本设备的打标过程如下

步骤一，该步骤中主要的任务是完成铁轨00的装夹与固定，也就是说，杉树的铁轨处于稳定的状态。

步骤二，按下启动按钮后，首先除锈模块进入除锈工位，通过钢丝刷头作用在对应的铁轨侧立面位置，然后进行打磨除锈，除锈后形成基本光滑的表面，然后除锈模块退回至非除锈工位，伺服电机通过丝杠滑块驱动滑板11滑动一个工位距离，然后，打标模块进入到打标工位，通过程序控制气动打标头31以脉冲的方式进行打标，同时三维电动滑台带动气动打标头31连续的进行字母或数字的打标，打标后打标模块撤回非打标工位，最后，伺服电机驱动滑板滑动一个工位，喷漆模块进入到喷漆工位，通过微型气缸按下喷漆罐的阀门，实现自动喷漆，上述三个除锈、打标和喷漆过程是紧密配合的，一分钟时间内即可完成铁轨00侧面的打标，两台设备分别设置在铁轨的两侧，同步打标，互不影响，提高了打标的效率。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本实用新型的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.钢轨除锈、打标、喷漆一体机，包括机架(10)，该机架(10)上通过直线导轨Ⅰ(12)和丝杠(14)安装滑台(11)，伺服电机驱动滑台沿铁轨方向进给和退回，除锈模块(20)、打标模块(30)和喷漆模块(40)按先后顺序依次安装在滑台(11)上，其特征在于，

所述打标模块(30)包括气动打标头(31)、三维电动滑台(32)、打标防护罩(33)和气缸Ⅱ(36)，所述打标防护罩(33)通过直线导轨Ⅲ(35)和气缸Ⅱ(36)安装在滑台(11)上，该气缸Ⅱ(36)驱动打标模块具有打标工位和非打标工位；所述气动打标头(31)安装在三维电动滑台上，该气动打标头随着三维电动滑台(32)具有打字动作，所述气动打标头的尖端在铁轨立面以脉冲方式形成数字和/或字母。

2.根据权利要求1所述的钢轨除锈、打标、喷漆一体机，其特征在于，所述除锈模块(20)包括钢丝刷头(21)、电主轴(22)、电动滑台Ⅰ(23)、除锈防护罩(24)和气缸Ⅰ(27)，所述除锈防护罩(24)通过直线导轨Ⅱ(26)安装在滑台(11)上，且气缸Ⅰ(27)驱动除锈模块具有除锈工位和非除锈工位，具有沿铁轨方向动作的所述电动滑台Ⅰ(23)安装在除锈防护罩(24)内部，所述电主轴固定在电动滑台Ⅰ上，所述钢丝刷头(21)安装在电主轴的动力轴端部。

3.根据权利要求2所述的钢轨除锈、打标、喷漆一体机，其特征在于，所述喷漆模块(40)包括气动滑台(41)、喷漆罐(42)、喷漆罐固定架(43)和微型气缸(44)，其中，所述气动滑台(41)安装在滑台(11)上，且该气动滑台(41)沿着铁轨方向具有移动行程，所述气动滑台(41)上固定喷漆罐固定架(43)，所述喷漆罐(42)和微型气缸固定在喷漆罐固定架上，所述喷漆罐喷嘴朝向铁轨，所述微型气缸的活塞杆抵靠在所述喷漆罐的下按阀处。

4.根据权利要求3所述的钢轨除锈、打标、喷漆一体机，其特征在于，所述电动滑台Ⅰ(23)是由直线滑轨、步进电机和同步带组成的，其中，在同步电机的驱动下，所述电主轴沿着铁轨方向往复移动。

5.根据权利要求4所述的钢轨除锈、打标、喷漆一体机，其特征在于，所述喷漆罐固定架(43)是由立柱、悬臂板、卡箍板组成的，其中悬臂位于卡箍板的上方，悬臂板、卡箍板和立柱组成一个F字形的轮廓，所述卡箍板中具有一个圆形的用于固定喷漆罐的安装孔，喷漆罐安装在安装孔内，所述悬臂板上安装微型气缸。

6.根据权利要求5所述的钢轨除锈、打标、喷漆一体机，其特征在于，所述三维电动滑台(32)为由两套步进电机在竖直方向和水平方向两个方向上进行步进运动的滑台。

7.根据权利要求6所述的钢轨除锈、打标、喷漆一体机，其特征在于，在所述除锈防护罩和/或打标防护罩上安装定位尺(25)。

8.根据权利要求1所述的钢轨除锈、打标、喷漆一体机，其特征在于，所述滑台所在的滑动方向上设置有三个行程开关，三个行程开关分别对应除锈工位(01)、打标工位(02)和喷漆工位(03)。

Images